De ce apar bateriile litiu-ion?

În timp ce bateriile litiu-ion sunt, în ansamblu, incredibil de sigure, acestea foarte mult ocazional aprind sau explodează. Când se întâmplă, ca în cazul fișierelor Samsung Galaxy Note 7 sau recall-ul recente de la HP, este întotdeauna o veste mare. Deci, ce se întâmplă și de ce bateriile coboară uneori cu un bang? Să aflăm.

Bateriile litiu-ion reîncărcabile - tipul de baterie care este în interiorul laptopului, telefonului, tabletei și aproape orice alt obiect gadget modern, pe care îl dețineți, precum și mașinile electrice și avioanele - sunt responsabile de revoluția dispozitivelor portabile. Fără baterii cu litiu-ion, nu aș putea să scriu acest articol într-o cafenea; în schimb, ar trebui să fiu conectat la o sursă de energie tot timpul.

Ce este în interiorul unei baterii litiu-ion?

Pentru a înțelege de ce bateriile litiu-ion nu reușesc uneori, trebuie să știți ce se întâmplă sub capotă. În interiorul fiecărei baterii cu litiu-ion, există doi electrozi - catodul încărcat pozitiv și anodul încărcat negativ, separați printr-o foaie subțire de plastic "microperferat", care nu permite atingerea celor doi electrozi. Atunci când încărcați o baterie litiu-ion, ionii de litiu sunt împinși de electricitate de la catod, prin microperferațiile din separator și dintr-un fluid conductiv electric și la anod. Când bateria se descarcă, inversarea se întâmplă cu ionii de litiu care curg de la anod către catod. Aceasta este reacția care alimentează laptopul.

Bateriile mici, cum ar fi cele găsite în smartphone-uri, au de obicei numai o singură celulă ion-litiu. Bateriile mai mari, precum cele din laptopuri, au în mod normal între 6 și 12 celule litiu-ion. Bateriile din mașinile electrice și avioanele pot avea sute de celule.

Ce face o explozie a bateriei litiu-ion?

Simplul lucru care face bateriile litiu-ion atât de utile este ceea ce le oferă și capacitatea de a se aprinde sau de a exploda. Litiul este foarte bun pentru stocarea energiei. Atunci când este lansat ca o scurgere, vă alimentează telefonul toată ziua. Când este eliberat într-o singură mișcare, bateria poate exploda.

Această baterie litiu-ion de la un Boeing 787 japonez a luat foc în 2013.

Cele mai multe incendii și explozii ale bateriilor cu litiu-ion coboară la o problemă de scurtcircuitare. Acest lucru se întâmplă atunci când separatorul de plastic nu reușește și permite atingerea anodului și a catodului. Iar când acești doi se întâlnesc, bateria începe să se supraîncălzească.

Există o serie de motive pentru care separatorul poate eșua:

• Proiectare defectuoasă sau defecte de fabricație: Bateria este slab proiectată, la fel ca în nota Galaxy 7. În acest caz, nu a fost suficient spațiu pentru electrozii și separatorul bateriei. În unele modele, atunci când bateria sa extins puțin pe măsură ce se încarcă, electrozii s-au îndoit și au provocat un scurtcircuit. Chiar și o baterie bine proiectată poate eșua dacă controlul calității nu este menținut suficient de strâns sau există un defect în procesul de fabricație.
• Factori externi: Căldura extremă este aproape garantată pentru a provoca o eșec. Bateriile lăsate prea aproape de o sursă de căldură - sau prinse într-un incendiu - au fost cunoscute a exploda. Alt factor extern poate provoca și o baterie de litiu-ion. Dacă vă lăsați telefonul prea tare (sau de prea multe ori), există o șansă că veți deteriora separatorul și cauza electrozi să atingă. Dacă perforați bateria (fie accidental sau în mod deliberat), atunci aproape sigur veți produce un scurtcircuit.

• Probleme cu încărcătorul: Un încărcător greșit sau slab izolat poate deteriora și o baterie litiu-ion. În cazul în care încărcăturile se scurtează sau se generează căldură în apropierea bateriei, aceasta poate provoca daune suficiente pentru a provoca defecțiuni. De aceea, vă recomandăm să utilizați numai încărcătoare oficiale (sau, cel puțin, produse terțe de înaltă calitate de la mărci de renume). Bateriile litiu-ion au construit protecții pentru a le împiedica supraîncărcarea. În timp ce este foarte rar, dacă aceste măsuri de siguranță nu reușesc, supraîncărcarea este o modalitate bună de supraîncălzire a bateriei.
• Runaway termic și celule multiple: Deși nu este relevant pentru bateriile cu un singur element, cum ar fi cele găsite în cele mai multe smartphone-uri (iPhone-ul are de fapt două celule), o singură celulă de baterii trebuie să eșueze pentru întreaga baterie. Odată ce o celulă se supraîncălzește, obțineți un efect de domino numit "runaway termic". Pentru bateriile cu sute de celule - cum ar fi cele din modelul Tesla Model S-runaway are potențialul de a fi o problemă cu adevărat mare.

Chiar dacă analizează de ce bateria uneori nu reușește să vopseze o imagine înfricoșătoare, bateriile litiu-ion sunt o tehnologie sigură și matură. Faptul că este întotdeauna o veste când o baterie explodează în mod neașteptat arată cât de rar este un eveniment acele eșecuri mari. Producătorii de baterii au pus la dispoziție o mulțime de măsuri de siguranță pentru a preveni defectarea bateriilor sau, cel puțin, pentru a atenua daunele cauzate de defecțiuni.

Credit de fotografie: wk1003mike / Shutterstock.com.